[实用新型]一种两级式无刷直流电机驱动器

说明书

本实用新型公开了一种两级式无刷直流电机驱动器，包括前级三相交错并联Buck变换器，与前级三相交错并联Buck变换器连接的后级三相全桥逆变器，与前级三相交错并联Buck变换器和后级三相全桥逆变器连接的主控制器，与主控制器连接的油门刹车电路，以及提供电源的辅助电源电路。本实用新型通过增加前级三相交错并联Buck变换器，有效抑制了电机的换向转矩脉动，提升了驱动器的稳定性；同时主控制器采用的是32位浮点微处理器，配合外环转速环、内环电流环的双闭环控制方式，大大提高了电机控制系统的运行稳定性，和响应速度；而后级三相全桥逆变器采用ON_ON控制方式，提高了对无刷直流电机的控制精度。

技术领域

本实用新型涉及一种两级式无刷直流电机驱动器，属于无刷直流电机领域。

背景技术

现有的无刷直流电机驱动器大多采用集成的驱动芯片，或者采用一级逆变电路来完成驱动任务，虽然设计方便，但驱动器功能单一，拓展性差，运行稳定性及控制精度均不高，电机运行有较大转矩脉动，给无刷直流电机的研究和应用带来困难。

发明内容

本实用新型提供了一种两级式无刷直流电机驱动器，以用于通过合理的构成及连接构建一种新型的两级式无刷直流电机的驱动器。

本实用新型的技术方案是：一种两级式无刷直流电机驱动器，包括前级三相交错并联Buck变换器，与前级三相交错并联Buck变换器连接的后级三相全桥逆变器，与前级三相交错并联Buck变换器和后级三相全桥逆变器连接的主控制器，与主控制器连接的油门刹车电路，以及提供电源的辅助电源电路。

所述辅助电源电路包括电源转换芯片U4、电源转换芯片U8、电源转换芯片U11及电源转换芯片的外围电路，电源转换芯片U8、电源转换芯片U11的输入端与电源转换芯片U4的输出端连接，通过电源转换芯片U4提供12V供电电源，通过电源转换芯片U8提供5V供电电源，通过电源转换芯片U11提供3.3V供电电源。

所述电源转换芯片U4为LM5017，电源转换芯片U8、电源转换芯片U11为TPS562200。

所述前级三相交错并联Buck变换器包括三个相同的单相Buck电路、Buck电压采集电路和电容C1、电容C2、电容C3、电容C4；将三个单相Buck电路并联后公共输入端即电源端VIN连接电容C1和电容C2的正极，公共输出端即VBUCK端连接电容C3和电容C4的正极且经Buck电压采集电路连接主控制器的ADC端口，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4的负极均与接地端GND连接；第一相包括开关管Q5、开关管Q8、电感L1、Buck驱动电路、Buck电流采集电路；其中Buck驱动电路与开关管Q5、开关管Q8、电感L1连接，开关管Q5的漏极与电源端VIN连接，开关管Q5源极与开关管Q8漏极连接，开关管Q8源极与接地端GND连接，电感L1的一端与开关管Q5的源极、开关管Q8的漏极连接，电感L1另一端经过Buck电流采集电路后为输出端；第二相、第三相Buck电路的结构与第一相相同。

所述Buck电压采集电路包括电阻R78、电阻R79、电阻R84、电阻R82、电容C70、电容C73、电容C74，以及一个电压跟随器U15及其外围电路；三个单相Buck电路并联后的公共输出端VBUCK经电阻R78、电阻R79、电阻R84分压后，经电阻R82限流后送入电压跟随器U15，经电压跟随器U15后送入主控制器的ADC端口，电容C73、电容C74并联在电阻R82两端，电容C70与串联的分压电阻电阻R78、电阻R79、电阻R84并联。

所述Buck驱动电路包括驱动芯片U1及其外围电路，驱动芯片U1的1管脚与辅助电源电路中电源转换芯片U4的输出端连接，驱动芯片U1的2管脚、4管脚共同与开关管Q5的源极、开关管Q8的漏极、电感L1一端连接，驱动芯片U1的5管脚、6管脚与主控制器的pwm输出端连接，驱动芯片U1的3管脚、8管脚分别与开关管Q5、开关管Q8的栅极连接，驱动芯片U1的7管脚与接地端GND连接。